萬昌澤 湖北省武漢市第十一中學(xué)
當(dāng)前電場和磁場的相關(guān)知識點一直以來就是高中物理學(xué)習(xí)中的重點和難點,而且其也經(jīng)常在高中的各類物理考試中出現(xiàn)。因此高中生就需要對電場和磁場的相關(guān)知識有一個比較好的、清楚明白的掌握。而高中生在學(xué)習(xí)的時候,往往會把二者混為一談,從而解答不好高中物理考試中的相關(guān)題目。
在現(xiàn)行的高中生所需要學(xué)習(xí)的物理知識中,電場和磁場的區(qū)分主要表現(xiàn)在三個方面。
其一,電場的產(chǎn)生在物理學(xué)的解釋中,常常跟電荷有著十分緊密的聯(lián)系。高中所學(xué)的物理學(xué)中,電場被認(rèn)為存在電荷的周圍,其對電荷有著十分重要的影響力。同時電場力的方向也對正電荷有著十分重要的影響,并且也影響到了整個電場的方向。其中電場的強弱主要由電場的強度大小決定,其物理方面的公式表述為:E=F/q。而在高中物理學(xué)中,磁場則被認(rèn)為是主要存在磁極和電流的周圍,而磁極和通電導(dǎo)線這一類具有電流的物體通常會受到磁場的力的作用。同時相較于電場,磁場的方向是不會發(fā)生變化的,其強弱也主要是受的磁感應(yīng)強度大小的影響。
其二,高中生在學(xué)習(xí)物理時,常常會遇到電場強度和磁感應(yīng)強度這兩個概念,這二者雖然都是矢量,卻有很大的不同。其中電場強度和其所在點,在正電荷受力方向上是一致的,而磁感應(yīng)強度的方向則通常與小磁針的靜止方向保持一致。需要注意的是,這并不意味著磁力對電力有所影響。另外,場源電荷和其所在的位置是電場強度的主要決定影響,而不受電荷大小、正負(fù)的影響。磁感應(yīng)強度則主要受磁場性質(zhì)影響,電流等因素對此并無作用。
其三,電場有電場線,磁場有磁感線,二者有很多的相似之處,但同時也有許多的不同之處。二者都不真實存在,只是人們?yōu)榱朔奖忝柙V電場和磁場而引入。二者的疏密程度都分別跟該處的場強大小和磁感應(yīng)強度的大小成正比,二者上每一點切線的方向各自與此處的場強方向和磁場方向保持一致,二者也都不交叉。但是電場線一般開始于正電荷,結(jié)束于負(fù)電荷,其并不閉合。而磁感線卻是一個閉合的曲線,或始于N級終于S級,或始于S級終于N級。
物理本就是一門與實際生活有著直接且十分緊密聯(lián)系的學(xué)科,作為其中重要知識點的電場和磁場亦然,其在現(xiàn)實生活也就有著比較廣泛的應(yīng)用和體現(xiàn)。因此高中生在學(xué)習(xí)物理中關(guān)于電場和磁場相關(guān)方面的知識的時候,就可以結(jié)合現(xiàn)實生活中的種種例子來幫助理解和掌握。
電磁場在現(xiàn)實生活中最常見的應(yīng)用和體現(xiàn)主要是靜電這一方面。例如利用同種電荷相斥、異種電荷相吸這一原理,人們在給建筑物等物體表面噴漆的時候、除塵的時候、復(fù)印的時候,就可以應(yīng)用到靜電。另外,在現(xiàn)實生活中,靜電也給人們帶來了種種困擾。如,因為冬季干燥容易摩擦而產(chǎn)生的靜電、夏季雷雨天氣中的電閃雷鳴等。而現(xiàn)實生活中對磁場的應(yīng)用則主要體現(xiàn)在電生磁、指南針、信用卡等方面。另外,磁場在生活中的應(yīng)用也體現(xiàn)在各種新興事物、新興科技中,如磁懸浮列車等。
由上述內(nèi)容可知,電場和磁場其實是具有很強的統(tǒng)一性的,是一個難以清楚劃分開來的整體,其實質(zhì)是電磁場的兩個不同方面。二者并非完全獨立、毫無關(guān)系,電磁場也不是二者簡單粗暴混合之下的產(chǎn)物,這三者各有存在的意義和價值。換句話來說,也就是電場和磁場具有很強的相對性,在一定條件下,二者也就可以相互轉(zhuǎn)化,并從而導(dǎo)致了電動勢的轉(zhuǎn)化。二者的這種相對性在現(xiàn)實生活中也有很多的應(yīng)用體現(xiàn)之處。高中生在學(xué)習(xí)這種相對性的時候,就可以聯(lián)系實際進行學(xué)習(xí)。另外,也需要掌握電場E和磁場B的兩者之間的變化性較強的關(guān)系式。
由上述三點內(nèi)容可知,高中物理中的電場和磁場相關(guān)知識點,雖然具有很大的不同,但二者也有許多的相似、相同之處,具有很強的統(tǒng)一性。二者的這種統(tǒng)一性和區(qū)分有著十分密切的聯(lián)系,而電場和磁場的統(tǒng)一性是二者區(qū)分的基礎(chǔ)和前提,而二者之間的區(qū)分又反過來促進了二者的這種統(tǒng)一性,并因此完善了二者的相關(guān)知識,進一步加強了二者的聯(lián)系。
高中生在學(xué)習(xí)理解電場和磁場的區(qū)分時,除了要立足電場磁場基本知識,從二者本身去理解電場和磁場的區(qū)分之外,也要結(jié)合生活實際去理解二者的區(qū)分。另外,由于電場和磁場及其關(guān)系的特殊性,高中生在這一過程中,也需要注重對二者的統(tǒng)一性的理解,才能真正理解掌握二者的區(qū)分,也才不致于誤入“楊梅是楊梅形狀,不是星星形狀”的歧途,并進一步來促進自身對電場磁場相關(guān)知識的理解。
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